《資料庫應用》

108年高上高普考 ‧ 高分詳解

-- -- 1

《資料庫應用》

一、資料模式（Data Model）很多，就其特性大致可以歸類為三類：高階（High-Level,或觀念

（ Conceptual ） ） 資 料 模 式 、 低 階 （ Low-Level, 或 實 體 （ Physical ） ） 資 料 模 式 、 表 示

（Representational,或實作（Implementation））資料模式。請分別說明這三類資料模式為 何？並為每一類資料模式各舉至少2個資料模式的例子。（20分）

試題評析

本題考High Level-conceptual、Low level-Physical、Representation Data Model三種資料模式，高階 資料模式離使用者最近，也最容易了解。實作、低階則離使用者角度越來越遠。這三個資料模式 有上課的同學應該不太容易被考倒，但要各舉兩個資料模式的例子可能就有點難了。沒法完整舉 出兩個資料模式的例子的同學不用太灰心，因為別人應該也寫不出來，把握基本分才是考上的關 鍵。

考點命中

答：

(一) High Level-conceptual Data Model：

用使用者角度以及想法來描述資料，此模型連一般使用者也看得懂。

例如：entity relationship model, data structure diagram (二) Low level-Physical Data Model：

描述資料如何存入電腦中。這樣的模型主要是給電腦專家看的，不是給一般使用者。

例如： Data organization , Data architecture (三) Representation Data Model：

介於 High level 與 Low level data model 之間。這種模型一般使用者也可勉強了解，但又不會離底層的軟 體實作太遙遠。

例如： Relational Data Model ，Network Model

二、某出版社要用關聯式資料模式建立可記錄其出版書籍的資料庫，設計了包括可記錄書籍的資料 表（Table）BOOK及記錄作者的資料表AUTHOR。BOOK中包含BookId（書籍編號）、Title（書 名）、PubDate（出版日期）、Category（分類）等屬性（Attribute）欄位，且BookId是其主 鍵（Primary Key,PK）；AUTHOR中包含AuthId（作者編號）、Name（姓名）、Birthday（出生 年月日）、Tel（電話）等屬性欄位，且AuthId是其主鍵。即資料庫中包含

BOOK(BookId,Title,PubDate,Category) AUTHOR(AuthId,Name,Birthday,Tel) 兩個資料表。請依序回答下列問題：

(一)如果每本書可以有好幾位作者，每一位作者也可以出版好幾本書，請對前項資料庫設計進 行增修，使得出版社的資料庫可記錄每本書的作者，也可記錄每個作者所出版的書。作答 時可仿效題目的描述方式說明您的設計，注意必須以英文命名明確表達資料表名稱及屬性 欄位名稱，並明確指出主鍵及外來鍵（Foreign Key,FK），外來鍵並須指出與其對應的主 鍵。（10分）

(二)承續並運用前一子題之資料庫增修，請寫出可查得屬於「'資料庫'」分類（Category）的 所有書籍之SQL命令，此命令必須列出書籍的BookId, Title及作者人數，並依BookId由小 而大依序列出。（15分）

(三)請運用子題(一)之資料庫增修寫出可查得曾經與名字叫「'張山峰'」的作者共同著作過的 作之SQL命令，列出其姓名及電話。（15分）

試題評析

高點

高上

【版權所有，重製必究！】

108年高上高普考 ‧ 高分詳解

-- -- 2

考點命中

答：

(一)需要另一個資料表，來表示BOOK and AUTHOR的多對多關係。此資料表取名為 BOOK_AUTHOR (BookID, AuthId)

PK： {BookID, AuthId}

FK： BookId references BOOK(BookId) AuthId references AUTHOR(AuthId)

(二)SELECT B.BookID, B.Title, COUNT(A.AuthId) AS 作者人數 FROM BOOK B, AUTHOR A, BOOK_AUTHOR C

WHERE B.BookId = C.BookId AND A.AuthId = C.AuthId AND B.Category=’資料庫' GROUP BY B.BookId, B.Title

ORDER BY B.BookId ASC (三)SELECT DISTINCT A.Name, A.Tel

FROM BOOK B, AUTHOR A, BOOK_AUTHOR C

WHERE B.BookId = C.BookId AND A.AuthId = C.AuthId AND B.BookId IN (SELECT D.BookId

FROM BOOK D, AUTHOR E, BOOK_AUTHOR F

WHERE D.BookId = F.BookId AND E.AuthId = F.AuthId AND E.Name = ‘張山峰’) AND A.Name NOT IN (‘張山峰’)

三、某企業要建立自己的電子商務平台銷售自家商品，分析統整所有商品後，將商品分為若干大分 類，每一大分類又分為若干次分類，每一次分類又分為若干細分類。假設此分類系統非常理 想，每一個細分類號都是唯一的，且不會有同一個細分類同屬於不同次分類的情形；每一個次 分類號也都唯一，且不會有同一個次分類同屬於不同大分類的情形，一個商品也只會歸類為單 一細分類，不會同時歸類到不同細分類。依據這樣的分類系統，該公司的資料庫設計師設計出 關聯式資料庫的資料表PRODUCT來儲存所有商品的資料，其中包含MajorCate（大分類號）、

SubCate（次分類號）、FineCate（細分類號）、SeqNo（商品編號）、ProdName（商品名 稱）、Price（單價），且任何一個商品的MajorCate、SubCate、FineCate所代表的該商品的各 級分類號都是明確的，SeqNo是商品所屬細分類之流水號，在同一細分類中不會重複，但在不同 細分類間會有相同的SeqNo。並以（MajorCate, SubCate, FineCate, SeqNo）為主鍵。也就是 資料表PRODUCT為

PRODUCT（MajorCate, SubCate, FineCate, SeqNo, ProdName, Price）請檢視此一設計，指出 其設計錯誤或不良之處，並在不更動屬性設計的前提下修正之。（20分）

試題評析

為了避免資料庫的新增、更新、刪除異常，衍生出第一、第二、第三正規化的方式。本題在考什 麼情況下會產生異常，基本上有讀懂正規化原因的同學都能順利作答。老師在此要再次強調、讀 資料庫這科要把為什麼要這麼做給弄懂，不要死背。

考點命中

答：

由題目可知{FineCate , SeqNo}即可形成主鍵。如果將MajorCate, SubCate 也放入主鍵的集合中，會產生新增、刪 除異常。例如，當資料庫已經有一筆 MajorCate=1, FineCate=1, SeqNo=1的資料，如像題目同時用四個屬性當 主鍵，則可以再新增一筆MajorCate=2, FineCate=1, SeqNo=1的資料。但這筆資料在此資料庫設計的邏輯中是不 會發生，因為FineCate=1, SeqNo=1已經可以唯一決定產品，只會對應到一個MajorCate。而這筆錯誤的資料在 有四個主鍵的情況下反而可以新增。如果將主鍵屬性減少到只有 {FineCate , SeqNo}，則這筆錯誤的資料將無法 新增。

修正方法：將主鍵由{MajorCate, SubCate, FineCate , SeqNo}改成 {FineCate , SeqNo}

高點

高上

【版權所有，重製必究！】

108年高上高普考 ‧ 高分詳解

-- -- 3

四、兩階段鎖定（Two-Phase Locking）技術可以用來做並行控制（Concurrency Control），請詳 細 說 明 符 合 兩 階 段 鎖 定協 定 的 交 易 應 遵 循 的 規範 為 何 ？ 時 程 （ Schedule ） 是 指 多 個 交易

（Transaction）並行（Concurrency）執行時，各交易內的操作（Operation）間的執行順序。

請以此觀點說明若所有交易都遵循兩階段鎖定協定撰寫，則這些交易並行執行時，時程必定是 什麼時程？並說明為何遵循這種時程執行可以達到並行控制的目的？（20分）

試題評析

本題考Two-Phase Locking，有基本概念的同學應該都會寫。在此提醒同學未來在讀Two-Phase Locking 時，更應該要注意的是Two-Phase Locking是會產生死結的，必須要用Conservative 2PL才 能避免死結。

考點命中

答：

(一)Two-Phase Locking 限定每個交易中所有的鎖定動作，包括 Read-lock 與 Write-lock，必須在所有解除鎖定 Unlock 動作之前。

(二)遵守 Two-Phase Locking 的排程，如能成功執行完畢，保證皆為可序列化(serializable)

(三)Two-Phase Locking 因為每個交易把所有的鎖定動作都集中在最前面，所有的解鎖動作都集中在最後面，

而把所有跟其他交易可能有衝突的 operations 放在中間；中間的 operations 在執行時，因為資料已經鎖定，

不會穿插跟其他交易有衝突的 operations。而在 lock 釋放後，因為此時缺乏 lock 保護，不會再執行可能會 跟其他交易發生衝突的 operation，因此可以保證可序列化，達到並行控制的目的。

高點

高上

【版權所有，重製必究！】